CN2156284Y

CN2156284Y - 液压井下射孔装置

Info

Publication number: CN2156284Y
Application number: CN 93204135
Authority: CN
Inventors: 吴德元; 于秉华; 王慧艺; 刘衍聪
Original assignee: China University of Petroleum East China
Current assignee: China University of Petroleum East China
Priority date: 1993-03-01
Filing date: 1993-03-01
Publication date: 1994-02-16
Anticipated expiration: 2003-03-01

Abstract

液压井下射孔装置，它是通过高压液体来驱动装置下部的射孔设备，以达到在井下套管壁上射孔的目的。它主要是由液压导向管、高压管、差压柱塞、挤压器及射孔冲头等部件构成。它既减化了国外复杂的液压射孔装置，又避免了由于***射孔而引起的对油层的污染，并可径向穿过油层污染带射入油层2～3 米，非常适用于中国的中、小套管的液压射孔操作。

Description

本实用新型涉及一种新型的液压井下射孔装置，它属于对矿场采掘设备的改进。它是通过高压液体来驱动装置下部的射孔设备，以达到在井下套管壁上射孔的目的。它主要是由液压导向管、高压管、差压柱塞、挤压器及射孔冲头等部件构成。从而，既减化了国外复杂的液压射孔装置，又减少了由于射孔而引起的对油层的污染。

目前，在国内外石油工业的钻井完井工程中，其射孔大多采用***射孔的方法，这种方法的明显缺点就是对射孔周围的油层有严重的污染，以致降低原油的采收率。为此，国内外的石油工作者都企图寻找一种既能使井壁不受振荡又能使射孔深度越过油层污染带的射孔方法，虽然美国已研究出一种较为有效的方法（美国专利4，428，757），但该方法最为严重的缺点就是结构复杂、制造困难、成本太高，其自动化操作和下井都非常困难，并且井下的工况也不容易反映，只能靠地面上的压力信号和时间来进行判断，其次是美国多为7″以上的大套管，其安装和布置管路还尚可，而中国多为中、小套管，因此美国的这种方法和设备都不适合于中国的实际现场情况。

本实用新型的目的就在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种既适合于小套管、又可使射孔深度大大越过套管附近油层污染带的结构简单的液压井下射孔装置。该装置主要是由液压导向管、高压管、差压柱塞、挤压器及射孔冲头等部件构成，它主要是在液压导向管内依次串联安装高压管、差压柱塞、挤压器及射孔冲头，其中高压管置于导向管内的液压室的上部和差压柱塞的顶部，差压柱塞的下端穿过液压室的底部密封与挤压器相联，挤压器上设置有射孔冲头。

附图1即为本实用新型的结构示意图。

附图2即为本实用新型附图1中的B－B剖面的结构示意图。

附图3即为本实用新型附图1中的A－A剖面的结构示意图。

为了更好地实现本使新型的上述目的，设计者还将高压管设计成是由高压刚性管（8）和高压软管（10）串联而成，并在两管联接处的稍上部（刚性管体上）设置有可回拉差压柱塞的回拉台阶（9），其刚性管（8）的上部开设有高压液入口（17），其高压软管（10）的下端设置有射流喷头（11）；差压柱塞则设计成是由柱塞体（4）、柱塞杆（14）及节流孔（13）构成，其柱塞体（4）与柱塞杆（14）的轴向内孔为中空状的圆柱体，柱塞体（4）的内孔壁设置有柱塞体密封（12），并在柱塞体（4）上开设有节流孔（13），柱塞体（4）通过节流孔（13）与液压室（2）的底部构成差压室（5），柱塞杆（14）的下端穿过内壁设置有底部密封（15）的液压室底部与挤压器（16）相接；其挤压器（16）则设计成为具有一个斜平面和一个可在导向管（2）内壁滑动的圆弧面的楔形刚性体，其厚端与柱塞杆（14）相接，其斜平面上开设有可与射孔冲头（6）相卡接的燕尾形滑槽，其圆弧面置于导向管（2）的内壁，并可沿该内壁滑动；其射孔冲头（6）的后端卡接在挤压器（16）的滑槽内，其前端设置在冲头导向套（7）内，其射孔冲头（6）的内部开设有可供高压软管（10）通过的孔道；为了使液压射孔装置的各部件能在完成射孔任务后顺利返抽出去，设计者还在柱塞体（4）的横截面上设置有可与高压刚性管（8）的回拉台阶（9）相卡的径向锁销（18）。

下面将结合实施例来详叙详叙本实用新型的结构特点：

在实际设计中，设计者所采用的高压管是由一节耐高压的钢管和一节耐高压的软管串联而成，并将钢管的前部设计了一个回拉台阶，以便在回拉时与柱塞体上的径向锁销相卡，同时还将高压钢管设计为可以封堵柱塞体的内孔，以便使导向管的液压室通过差压柱塞上的节流孔形成差压来推动差压柱塞向下运动，其高压软管的长度则应比柱塞体和柱塞杆长及挤压器的总长度长2～3米，以便在射孔后伸出而冲击地层；在差压柱塞的柱塞杆的下端直接联接挤压器，该挤压器是一个具有一个斜平面和一个可在导向管内壁滑动的圆弧面的楔形钢块，并在联接射孔冲头的斜面上开设了可与其卡接的燕尾形滑槽，以便使射孔冲头在受到挤压器的强力挤压时能够迅速有力地冲击套管的管壁；为使射孔冲头能够准确地冲击套管壁，设计者还为其设计了冲头导向套。这样，在液压室内的高压液体由高压液入口进入高压钢管时，整个高压管则向下运动，其高压软管穿过差压柱塞的内孔进入柱塞杆内并继续下运动，同时穿过挤压器的内孔并转向穿进射孔冲头的内孔；当高压钢管封堵了柱塞体的内孔时，由于节流孔所产生的差压作用，以致使整个柱塞体沿导向管向下运动，此时柱塞杆推动所联接的挤压器（楔形斜钢块）一起迅速向下运动，又由于挤压器的斜面作用，从而使得射孔冲头得以在冲头导向套内迅速有力地冲破套管，这时高压软管端部的射流喷头继续向前喷射流体冲击地层，并穿过油层污染带进入清洁油层2～3米。在完成液压射孔的任务后，向回抽提高压钢管，此时高压钢管上的回拉台阶则与柱塞体上径向锁销相卡，然后一起向上回拉至地面。

附图的图面说明如下：

1－－－套管 2－－－导向管 3－－－液压室 4－－－柱塞体

5－－－差压室 6－射孔冲头 7－－－冲头导向套 8－－－高压钢管

9－－－回拉台阶 10－－－高压软管 11－－－射流喷头 12－－－柱塞密封

13－－－节流孔 14－－－柱塞杆 15－－－底部密封 16－－－挤压器

17－－－高压液入口 18－－－径向锁销 19－－－弹簧片 20－－－固定螺钉

由于本实用新型采用了该新型的液压射孔装置，从而使得其结构简单、设计紧凑、维修方便、成本低廉，并可适用于中国的中、小套管的液压射孔操作。

Claims

1、液压井下射孔装置，它是由液压导向管、高压管、差压柱塞、挤压器(16)及射孔冲头等部件构成，其特征在于高压管、差压柱塞、挤压器(16)及射孔冲头(6)依次串联安装在导向管(2)内部；其高压管(8)(10)置于导向管(2)内的液压室(3)的上部和差压柱塞的顶部，差压柱塞的下端穿过液压室(3)的底部密封(15)与挤压器(16)相联，挤压器(16)上设置有射孔冲头(6)。

2、根据权利要求1所述的液压井下射孔装置，其特征在于高压管是由高压刚性管（8）和高压软管（10）串联而成，在两管联接处的稍上部（刚性管体上）设置有可回拉差压柱塞的回拉台阶（9）；其刚性管（8）的上部开设有高压液入口（17），其高压软管（10）的下端设置有射流喷头（11）。

3、根据权利要求1所述的液压井下射孔装置，其特征在于差压柱塞是由柱塞体（4）、柱塞杆（14）及节流孔（13）构成，其柱塞体（4）与柱塞杆（14）的轴向内孔为中空状的圆柱体，柱塞体（4）的内孔壁设置有柱塞体密封（12），并在柱塞体（4）上开设有节流孔（13），柱塞体（4）通过节流孔（13）与液压室（2）的底部构成差压室（5），柱塞杆（14）的下端穿过内壁设置有底部密封（15）的液压室底部与挤压器（16）相接。

4、根据权利要求1所述的液压井下射孔装置，其特征在于挤压器（16）为具有一个斜平面和一个可在导向管（2）内壁滑动的圆弧面的楔形刚性体，其厚端与柱塞杆（14）相接，其斜平面上开设有可与射孔冲头（6）相卡接的燕尾形滑槽，其圆弧面置于导向管（2）的内壁，并可沿该内壁滑动。

5、根据权利要求1所述的液压井下射孔装置，其特征在于射孔冲头（6）的后端卡接在挤压器（16）的滑槽内，其前端设置在冲头导向套（7）内，其射孔冲头（6）的内部开设有可供高压软管（10）通过的孔道。

6、根据权利要求1或3所述的液压井下射孔装置，其特征在于柱塞体（4）的横截面上设置有可与高压刚性管（8）的回拉台阶（9）相卡的径向锁销（18）。